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脂肪酸钙在反刍动物养殖中的研究与应用

奶牛在泌乳期间、肉牛在肥育期间对能量的要求很高,常规日粮已不能满足其营养需要,为此必须增加饲料中的能量物质。提高饲料能量水平的方法,一是增加饲料中精料的比例,二是添加脂肪。但这两种方法都有弊端,饲料中精料过多,会降低采食量,影响瘤胃的正常消化机能,使乳脂率下降,甚至出现酸中毒;添加脂肪,脂肪会干扰瘤胃微生物的活动,降低纤维素的消化率。因此,如何寻找有效的补充能量的途径和方法成为研究者和生产厂家关注的焦点,近年来一种既能避免脂肪对瘤胃微生物的干扰,又可有效补充能量的新型能量添加剂——保护油脂便应运而生,其中被肯定并普遍应用的是脂肪酸钙。国内外大量的研究表明,脂肪酸钙是反刍动物的优良能量来源,开发应用脂肪酸钙具有广阔的发展前景。

脂肪酸钙的种类

脂肪酸钙是由脂肪酸与钙结合形成的一种保护油脂,又称“钙皂”,其原料主要是动植物油脂,脂肪酸钙的结构根据其脂肪酸链的长短不同而异,有长链脂肪酸钙、中链脂肪酸钙和短链脂肪酸钙。现有的资料表明,脂肪酸钙的品种有异丁酸钙、异戊酸钙、辛酸钙、癸酸钙、棕榈油脂肪酸钙、硬脂酸钙等。目前,以棕榈酸为原料制成的棕榈油脂肪酸钙在欧、美、日等近40个国家应用(商品名为Megalac),我国目前尚无商品化脂肪酸钙产品。因此,对脂肪酸钙的产品开发和应用研究将是我国饲料添加剂研究的方向之一。

脂肪酸钙在反刍动物消化道内的降解规律

脂肪酸钙在瘤胃受保护的机理是基于瘤胃及小肠的酸度,它是一种强碱弱酸盐,电离常数在4~5之间,瘤胃pH值一般维持于6~7之间,脂肪酸钙盐(特别是饱和脂肪酸钙盐)在瘤胃液中溶解度较小,很难被瘤胃微生物作用而降解。而在真胃较强酸性环境中,脂肪酸钙可顺利分解,有效被后消化道消化吸收。

脂肪酸钙盐的降解主要与两个因素有关:①脂肪酸钙盐的饱和度。体外研究结果表明,不饱和脂肪酸钙盐较易受瘤胃微生物作用,脂肪酸钙盐的不饱和度越高,越易被降解。②瘤胃pH值。瘤胃液pH值与脂肪酸钙盐的降解呈负相关。体外试验结果表明,在pH值=6.5的瘤胃液中,棕榈酸钙盐的降解率为15%,pH值=6.0时为20%,而当pH值=5.0时,其降解率可达60%。

脂肪酸钙对瘤胃发酵的影响 

当粗比精为1∶1时,2%~6%钙皂添加水平对NH3-N、乙酸、丙酸、丁酸、乙、丙和TVFA浓度差异不显著;8%的钙皂添加水平显著降低NH3-N、乙酸、丁酸、乙、丙和TVFA浓度,但对丙酸浓度无显著影响。当粗料比例增加到80%时,6%的添加水平对NH3-N、乙酸、丙酸和乙、丙均无显著影响,但降低丁酸和TVFA浓度;8%的添加量显著降低NH3-N、乙酸、丙酸、丁酸、乙、丙和TVFA浓度。对奶牛日粮中添加3%、6%、9%脂肪酸钙进行实验,表明对瘤胃液pH值及VFA浓度无影响。

对瘤胃微生物蛋白合成效率的影响

脂肪酸钙对微生物蛋白合成效率无显著影响。以油菜子脂肪酸钙为补充料的试验结果和以棕榈酸钙为补充料的试验结果,否定了脂肪酸钙会比同源甘油酯更显著降低瘤胃微生物N合成效率的结论。

对干物质和有机物瘤胃消化率及总肠道消化率的影响

据报道添加脂肪会降低瘤胃有机物消化率,但有机物总肠道消化率不受影响。脂肪酸钙对瘤胃有机物、干物质消化率的影响有两个可能原因:①脂肪酸钙在瘤胃不降解,瘤胃脂肪消化率下降。②瘤胃纤维素消化率下降。但是,脂肪酸钙会略增加干物质、有机物肠道消化率,其原因可能是惰性脂肪大部分在瘤胃中不降解,直接进入肠道进行消化。

对纤维物质降解率的影响

对瘤胃纤维素降解率影响最大的是游离脂肪酸和不饱和脂肪酸。脂肪酸钙在瘤胃的降解率很小,对瘤胃微生物的抑制作用有限,因而对纤维素的瘤胃降解干扰不大。研究结果表明,日粮中添加3%脂肪酸钙,对瘤胃纤维素的降解无明显影响,对ADF、NDF的消化影响也不大。但添加6%的脂肪酸钙,会降低纤维素的消化率。这可能是因为脂肪酸钙皂在瘤胃仍有少量被降解。

对脂肪酸消化率的影响

研究表明,随着脂肪酸钙添加量的增加,瘤胃后及全消化道脂肪酸消化率呈线性提高,而对瘤胃内消化率无明显影响。添加3%~5%的脂肪酸钙会增加脂肪酸的消化率。但若脂肪酸钙添加到6%的水平,则对脂肪酸的肠道消化率无明显影响。

对氮的消化率的影响

脂肪酸钙对瘤胃氮的消化及氮的总肠道消化率影响不大。但也有报道添加脂肪会增加氮的总肠道消化率。氮总肠道消化率上升的可能原因是:①十二指肠非降解氮流量增加。②粪氮减少。

脂肪酸钙对反刍动物生产性能的影响

采食量

脂肪酸钙在一定程度上会降低采食量。日粮中添加3%的脂肪酸钙对采食量的降低不太显著,但6%的添加量对采食量的影响显著。其他许多试验也得到了同样的结果。这可能是高剂量采食量降低了日粮的适口性。

 泌乳性能

泌乳量

奶牛产奶量的高低很大程度上决定于能量的供应。在每天每头奶牛日粮中添加300 g脂肪酸钙,结果表明,脂肪酸钙可使奶牛产奶量提高19.29%。在泌乳牛日粮中分别添加200 g、400 g脂肪酸钙,结果产奶量与对照组比较,差异为极显著(P<0.01),但两试验组之间差异不显著(P>0.05),说明脂肪酸钙添加量不是越多越好。添加油脂提高产奶量主要是由于增加了有效能摄入和日粮脂肪酸可被乳腺直接利用。

乳脂率

乳脂率随过瘤胃脂肪的增加而增加,并且发现饲喂过瘤胃脂肪可提高血浆甘油三酯的浓度并增加乳腺的摄取。脂肪酸钙使乳脂中不饱和脂肪酸含量增加显著。研究资料表明,在日粮中添加300 g脂肪酸钙牛乳中乳脂率提高13.17%,乳中必需脂肪酸-亚油酸和亚麻油酸增加25.53%和29.60%。但也有使乳脂率降低的,原因可能是奶牛日粮中缺乏优质青干草,因纤维进食量不定,瘤胃中产生的乙酸量减少,导致乳脂合成减少,但导致乳脂率降低时内在机制有待进一步研究。

繁殖性能

一般来讲,奶牛在瘦弱状态下卵巢功能低下、受胎率低,由于添加脂肪酸钙不必动员体脂肪供能,可有效抑制奶牛产后体重减轻,保持良好的体况,促使产后发情早、受胎率高。试验结果表明,在奶牛日粮中添加2.6%脂肪酸钙,产后奶牛体重减轻的程度,明显低于对照组,在第2~4情期中,受胎率显著高于对照组(42.6%:25.0%),产后150天怀孕的奶牛,也显著高于对照组(82.4%:62.5%)。

产肉性能

育肥牛、育肥羊在肥育期间对能量的需求很高,饲喂脂肪酸钙可保证充足的能量供应,因此可显著提高增重速度。同时脂肪酸钙在瘤胃中不降解,也不被氢化,可直接进入小肠消化吸收,经血液运输,融合于乳脂或沉积在动物体脂上。试验结果表明,在羔羊日粮中添加一定量的脂肪酸钙对提高羔羊的生产性能效果显著,以每天每只羊补喂20 g~30 g的脂肪酸钙效果较好,平均日增重分别比对照组高35.30 g和56.51 g(P<0.05),日增重相对提高分别为18.18%、26.24%,屠宰率分别比对照组提高2.29和3.53个百分点,同时饲料转化率也有明显提高。

影响脂肪酸钙作用效果的因素

脂肪酸钙的适宜添加量

一般来说,动物生产性能有随脂肪酸钙添加量的增加而提高的趋势,但是添加量过多,效果反而不好,因此适宜的添加量,对脂肪酸钙发挥其作用是很重要的。目前关于脂肪酸钙的适宜添加量问题尚无定论,有待于进一步研究。

与钙皂化的脂肪酸种类

不同的脂肪酸,其利用效率不同,有许多因素影响脂肪酸的吸收。例如由碳链长度和饱和度决定的脂肪酸极性和乳化度,与脂肪酸的吸收利用有关。

饲料因素

饲料中的粗纤维、粗蛋白质和能量水平,影响脂肪酸钙的作用效果。脂肪酸钙提高乳脂率的作用效果,与饲料中粗纤维水平密切相关。能量和蛋白质比例,是影响动物生产性能的重要因素,添加脂肪酸钙后,能量蛋白比发生变化,相应地影响动物生产性能。日粮能量水平,也影响脂肪酸钙的作用效果,一般在高能日粮中添加脂肪酸钙效果不明显,甚至有负效应。

动物的生理状况及环境因素

在泌乳高峰期或夏季热应激时,使用脂肪酸钙的效果较好,在泌乳后期,能量处于正平衡时,补饲效果不明显。

脂肪酸钙的开发应用前景及将来的研究方向

1.反刍动物日粮中添加脂肪酸钙可有效地提供能量,提高畜产品质量。因此开发利用脂肪酸钙对反刍动物养殖业有重要意义。

2.有关脂肪酸钙对动物生理生化指标的影响,研究报道还很少,应加强这方面的研究。

3.脂肪酸钙目前在国内还处于试验阶段,尚未形成产业化规模,因此今后的研究重点是脂肪酸钙产品的开发和解决产业化问题。